DE3604808C1 - Device for the continuous cooking and / or dehydration of food - Google Patents
Device for the continuous cooking and / or dehydration of foodInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Garung und/oder Entwässerung von Nahrungsmitteln unter Wärmebehandlung und Rückkühlung bei atmosphärischem Druck durch Kontakt mit Wasser als Wärmeträger, umfassend eine Anlage mit jeweils separater Vorwärmzone, Kochzone und Rückkühlzone, in welchen jeweils mit Kammern versehene, von Mitteln zum Fördern der Nahrungsmittel durchlaufene Wannen Verwendung finden, Wärmetauschmittel zur Übertragung der zuzuführenden Wärmeenergie auf den Wärmeträger, Mittel zu Zuführen und Abführen des Wärmeträgers und Mittel zum Fördern desselben innerhalb der Anlage.The invention relates to a device for continuous Cooking and / or dewatering of food under heat treatment and recooling at atmospheric Pressure by contact with water as a heat carrier, comprising a system with separate preheating zone, cooking zone and re-cooling zone, in each of which with chambers provided with means for conveying food continuous tubs are used, heat exchangers to transfer the thermal energy to be supplied to the Heat transfer medium, means for supplying and removing the heat transfer medium and means for conveying the same within the plant.
Derartige Vorrichtungen finden Anwendung bei der industriellen Aufbereitung von Nahrungsmitteln durch Wärmebehandlung. So erfolgt ihr Einsatz beispielsweise, um alle Arten von Kochwurst, vakuumverpackte Wurst, geblisterte Wurst-Sammelverpackungen, Fertiggerichte in versiegelten Kunststoffbehältern, Fischprodukte u. a. Erzeugnisse zu garen oder auch beispielsweise alle Arten von Kohl- und Knollengemüsen zu blanchieren.Such devices are used in industrial Processing of food by heat treatment. For example, they are used by everyone Types of cooked sausage, vacuum-packed sausage, blistered Sausage bulk packaging, ready meals in sealed Plastic containers, fish products and. a. Products to cook or, for example, all types of cabbage and blanch tuber vegetables.
Für die Wirtschaftlichkeit des Betriebes solcher Anlagen von entscheidendem Einfluß ist die Temperaturführung, der aber auch hinsichtlich der Erhaltung der Qualität des Behandlungsgutes überragende Bedeutung zukommt. Um qualitätsmindernde punktuelle Überhitzungen des Behandlungsgutes zu vermeiden, ging daher das Bestreben dahin, die Temperatur nicht nur genau zu regeln, sondern auch dafür Sorge zu tragen, daß im gesamten Wasserbad gleiche Temperatur herrscht. For the economy of operating such The decisive factor is the temperature control, but also with regard to the preservation of the The quality of the material to be treated is of paramount importance. To prevent quality overheating of the The aim therefore was to avoid goods to be treated to not only regulate the temperature precisely, but also make sure that in the entire water bath the temperature is the same.
Diese Vorgehensweise ist in mehrfacher Hinsicht nachteilig. So ist es in den meisten Fällen bei Garprozessen erwünscht, in dem Gargut eine möglichst homogene Temperaturverteilung zu erzielen, um auf jeden Teil des Querschnitts mit der Temperatur einzuwirken, die zumindest nicht wesentlich von der Temperatur abweicht, die beispielsweise in ernährungsphysiologischer und sensorischer Hinsicht als günstig erkannt wurde. Aus insbesondere wirtschaftlichen Gründen wird jedoch üblicherweise eine demgegenüber erhöhte Temperatur gefahren mit dem Ziel, die gewünschte Kerntemperatur schneller zu erreichen, d. h. einen höheren Durchsatz aufgrund geringerer Durchlaufzeiten zu erreichen, was aber auch zur Folge hat, daß das Gargut in seinen Randzonen überhitzt wird, bevor die Kerntemperatur den gewünschten Wert erreicht hat. Neben der in diesem Zusammenhang erwähnten Qualitätsbeeinträchtigung verursacht diese Handhabung insbesondere bei empfindlichen Verpackungshüllen, beispielsweise bei Würsten mit Hüllen aus bestimmten Darmqualitäten, eine erhöhte Bruchquote bei der Wärmebehandlung aufgrund der auf diese Weise entstehenden erhöhten thermischen Beanspruchung der Hüllen. Darüber hinaus erweist sich die Energiebilanz u. a. infolge der exponentiell mit der Temperatur wachsenden Wärmeverluste als nicht günstig.This approach is disadvantageous in several ways. This is the case in most cases with cooking processes desirable in the food to be as homogeneous as possible To achieve temperature distribution to cover every part of the Cross-section with the temperature, at least does not deviate significantly from the temperature, which, for example, in nutritional and sensory was recognized as favorable. Out However, especially economic reasons are common a higher temperature with the aim of the desired core temperature reach faster, d. H. higher throughput due to shorter lead times to achieve what but also has the consequence that the food in its peripheral zones is overheated before the core temperature reaches the has reached the desired value. In addition to that in this context mentioned quality impairment caused this handling especially for sensitive Packaging casings, for example in the case of sausages with casings from certain intestinal qualities, an increased breakage rate in heat treatment due to this Increased thermal stress arising in this way of the covers. In addition, the energy balance proves itself u. a. as a result of growing exponentially with temperature Heat loss as not cheap.
Eine in den Grundzügen diesen Erkenntnissen folgende Einrichtung ist in der FR 25 69 533 offenbart A1. Diese Einrichtung weist einen tunnelartigen Aufbau auf und umfaßt eine Reihe von voneinander durch Türen getrennten Kammern, durch welche das in Kochbehältern befindliche Kochgut, beispielsweise Schinken, vermittels eines intermittierend betriebenen Hängeförderers hindurchgefördert wird. Dabei wird das Kochgut zunächst in einem Heißbad getaucht, dann zwecks Temperaturausgleichs zwischen Rand- und Kerntemperatur eine definierte Zeit ohne Zufuhr von Wärmeenergie belassen und anschließend unter Feuchtraumatmosphäre während des Durchlaufs durch mehrere Behandlungskammern hinsichtlich seiner Temperatur langsam angehoben bevor es durch Eintauchen in niedrig temperiertes Wasser rückgekühlt wird.A facility that follows these findings in its basic features is disclosed in FR 25 69 533 A1. These Device has a tunnel-like structure and comprises a series of separated by doors Chambers through which the in cooking containers Food, for example ham, is intermittent conveyed operated overhead conveyor becomes. The food to be cooked is first placed in a hot bath submerged, then for temperature compensation between and core temperature for a defined time without the addition of Leave heat energy and then under a damp room atmosphere during the passage through several treatment chambers slowly raised in temperature before immersing it in low temperature Water is recooled.
Diese bekannte Einrichtung ist als architektonischer Bestandteil einer Produktionsstätte vorgesehen.This well-known facility is an architectural component a production facility.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompakteinrichtung zu schaffen, welche gestattet, Nahrungsmittel einer kontinuierlichen Wärmebehandlung unter Verwendung von Wasser als Wärmeträger zu unterziehen und dabei sicherzustellen, daß die Behandlung unter Berücksichtigung der jeweiligen ernährungsphysiologischen und sensorischen Anforderungen optimal erfolgt. Weiter soll ermöglicht werden, den Prozeß automatisch unter Ausrichtung auf eine Betriebskostenminimierung zu betreiben.The invention has for its object a compact device to create which allows food using a continuous heat treatment to undergo water as a heat carrier and in doing so ensure that treatment is taken into account the respective nutritional and sensory requirements optimally. Continue the process should be enabled automatically with a focus on minimizing operating costs to operate.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der im Erfindungsbetreff genannten Art gelöst, dessen Kennzeichen darin besteht, daß die Mittel zur Zuführung des Wärmeträgers im Ausgangsbereich der Rückkühlzone und die Mittel zur Abführung des Wärmeträgers im Eingangsbereich der Vorwärmzone vorgesehen sind, daß der Eingangsbereich der Rückkühlzone mit dem Ausgangsbereich der Vorwärmzone durch eine Rohrleitung verbunden ist, in welcher als Mittel zum Fördern des Wärmeträgers eine in Abstimmung mit dessen Zuführmenge in die Rückkühlzone regelbare Förderpumpe zwischengeschaltet ist, und daß die Wärmetauschmittel in der Kochzone installiert sind. This object is achieved by a device of the kind mentioned in the subject of the invention, whose Characteristic is that the means of supply of the heat transfer medium in the exit area of the recooling zone and the means for removing the heat transfer medium in the entrance area the preheating zone are provided that the Entrance area of the recooling zone with the exit area the preheating zone is connected by a pipe, in which as a means for conveying the heat transfer medium Coordination with the amount fed into the recooling zone adjustable feed pump is interposed, and that the heat exchange medium is installed in the cooking zone are.
Damit wird die dem Behandlungsgut in der Rückkühlzone entzogene und an den Wärmeträger in dieser Zone übergangene Wärmeenergie zur Anhebung der Temperatur des Wärmeträgers in der Vorwärmzone genutzt, also ein Gegenstromeffekt erzielt, durch welchen eine Vorwärmung des Behandlungsgutes in dieser Zone ohne zusätzliche Energiezufuhr ermöglicht wird. Dabei kann eine Intensivierung des Wärmeüberganges erreicht werden dadurch, daß die Zuführung des Wärmeträgers in die Rückkühlzone und die Übergabe des aus dieser Zone abgezogenen Wärmeträgers in die Vorwärmzone jeweils über Duschen erfolgt, welche die zu behandelnden Nahrungsmittel allseitig mittels Düsen berieseln. Gleichzeitig wird so ein Wachprozeß erzielt, durch welchen etwaige, dem Behandlungsgut anhaftende Verunreinigungen entfernt werden. Um den vorteilhaften Gegenstromeffekt auch in der Kochzone in ihrem Eingangsbereich eine die Wärmtauschmittel aufnehmende Nebenkammer aufweist, an welche eine Umwälzpumpe zur Entnahme des aufgeheizten Wärmeträgers und Zuführung desselben in den Ausgangsbereich der Kochzone angeschlossen ist, und daß die Nebenkammer mit dem Eingangsbereich der Kochzone über einen Überlauf verbunden ist. Damit ergibt sich in der Kochzone ein Temperaturprofil, welches die höchste Temperatur im Ausgangsbereich aufweist, so daß das Behandlungsgut langsam wachsender Temperatureinwirkung unterworfen wird. Zwecks kontinuierlicher Reinigung des Wärmeträgers kann mindestens im Ausgangsbereich der Kochzone eine Einrichtung zum Austragen von Feststoffen vorgesehen sein. This means that the material to be treated in the Recooled zone and extracted to the heat transfer medium in this Zone transferred thermal energy to raise the temperature of the heat transfer medium used in the preheating zone, thus achieved a countercurrent effect, through which one Preheating the material to be treated in this zone without additional Energy supply is made possible. It can an intensification of the heat transfer is achieved are characterized in that the supply of the heat transfer medium in the recooling zone and the transfer of the from this zone removed heat transfer medium into the preheating zone takes place via showers, which the food to be treated on all sides by means of nozzles sprinkle. At the same time, a waking process is achieved through which any, adhering to the material to be treated Impurities are removed. To the advantageous counterflow effect also in the cooking zone in their entrance area a heat exchange medium Has secondary chamber to which a circulation pump to remove the heated heat transfer medium and supply the same in the exit area of the cooking zone is connected, and that the secondary chamber with the Entrance area of the cooking zone connected via an overflow is. This results in the cooking zone Temperature profile, which is the highest temperature in the Has exit area, so that the material to be treated slowly growing temperature is subjected. For the continuous cleaning of the heat transfer medium can be at least in the exit area of the cooking zone Device for discharging solids provided be.
Ein kostengünstiger Aufbau ergibt sich, wenn die Mittel zum Fördern der zu behandelnden Nahrungsmittel einen angetriebenen, endlos umlaufenden Förderer umfassen, welcher sämtliche Behandlungszonen durchläuft.A cost-effective set-up results when the funds a driven, for conveying the food to be treated, include endless circulating conveyors, which goes through all treatment zones.
Im Sinne einer weiteren Verbesserung der Wirtschaftlichkeit kann jedoch von Vorteil sein, wenn die Mittel zum Fördern jeweils synchron zueinander angetriebene und endlos umlaufende, den einzelnen Behandlungszonen separat zugeordnete und diese durchlaufende Einzelförderer umfassen. Denn mit einer solchen Anordnung wird vermieden, daß die Förderelemente jeweils das Temperaturprofil der Gesamtanlage zu durchfahren haben, d. h. durch entsprechende Zusatzenergie wie die zu behandelnden Nahrungsmittel aufgeheizt bzw. rückgekühlt werden müssen.In the sense of a further improvement in profitability however, can be beneficial if the funds each driven synchronously to convey and endless, the individual treatment zones separately allocated and continuous individual conveyors include. Because with such an arrangement it is avoided that the conveyor elements each Run through the temperature profile of the entire system have, d. H. through appropriate additional energy like that heated or recooled food to be treated Need to become.
Für eine Steuerung des Behandlungsprozesses sind die Förderpumpe hinsichtlich ihrer Förderleistung, die Zuführung des Wärmeträgers hinsichtlich der Durchflußmenge und die Mittel zum Fördern des Behandlungsgutes hinsichtlich ihrer Geschwindigkeit regelbar. Die Steuerung geschieht dann dadurch, daß eine Erfassung der Zuflußmenge des Wärmeträgers, der zugeführten Wärmeenergie, der Eingangs- und Ausgangstemperatur des Wärmeträgers in der Kochzone und der Geschwindigkeit der Mittel zum Fördern der zu behandelnden Nahrungsmittel erfolgt, welche Daten als Prozeßdaten einem Rechner zugeführt werden, der den Behandlungsprozeß nach einem vorgegebenen Optimierungsprogramm im Hinblick auf eine Betriebskostenminimierung regelt, wobei ein vorgegebener Vergleichswert für die Temperaturdifferenz im Kochbad und/oder die durch die Geschwindigkeit der Mittel zum Fördern der zu behandelnden Nahrungsmittel repräsentierte Durchsatzleistung als Orientierungsparameter genutzt werden. They are for controlling the treatment process Feed pump in terms of its delivery rate, the feed of the heat transfer medium with regard to the flow rate and the means for conveying the material to be treated adjustable in speed. The Control then takes place in that a detection the inflow amount of the heat transfer medium, the supplied Thermal energy, the inlet and outlet temperature of the heat transfer medium in the cooking zone and the speed the means of conveying the food to be treated takes place, which data as process data a computer be supplied to the treatment process after a given optimization program with regard to a Operating cost minimization regulates, with a predetermined Comparison value for the temperature difference in the cooking bath and / or by the speed of the funds to promote the food to be treated Throughput performance can be used as an orientation parameter.
Schließlich können zur Verbesserung der Startbedingungen der Anlage in jeder Behandlungszone Wärmetauschmittel vorgesehen sein, welche ermöglichen, vor der Inbetriebnahme jede Behandlungszone separat zumindest angenähert auf das Temperaturniveau zu bringen, welches sich beim Betrieb der Anlage einstellt.Finally, can improve starting conditions the system in each treatment zone be provided which enable each treatment zone separately before commissioning at least approximated to the temperature level bring, which occurs during operation of the system.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below with reference to the drawing explained in more detail. It shows
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anlage zur Wärmebehandlung, Fig. 1 is a schematic representation of the plant for the heat treatment,
Fig. 2 eine Verfahrensdarstellung in Form eines Verkettungsplanes, Fig. 2 is a process drawing in the form of a concatenation scheme,
Fig. 3 das Systemverhalten durch diagrammatische Darstellung der funktionellen Zusammenhänge zwischen dem Wasserbedarf und dem Temperaturverlauf im Wärmeträger und in den zu behandelnden Nahrungsmitteln, dem Energiebedarf und den relativen Betriebskosten bei Handhabung von Fischfilets als Behandlungsgut. Fig. 3 shows the system behavior by diagrammatic representation of the functional relationships between the water requirement and the temperature profile in the heat transfer medium and in the food to be treated, the energy requirement and the relative operating costs when handling fish fillets as a treatment item.
Entsprechend Fig. 1 ist die Gesamtanlage von einem geeignet gestalteten Gehäuse 1 umgeben, welches eine Eingangszone 2 für die zu behandelnden Nahrungsmittel und eine Ausgabezone 3 für die Freigabe derselben aufweist. Zur Übernahme der zu behandelnden Nahrungsmittel ist ein durch einen geeigneten Regelantrieb angetriebener, endlos umlaufender Förderer 4 vorgesehen, welcher die Gesamtanlage durchläuft und dabei jeweils durch geeignete Umlenkungen in der erforderlichen Weise geführt wird. Der Förderer 4 ist mit nicht dargestellten Aufnahemeelementen für die zu behandelnden Nahrungsmittel in Gestalt schaukelartiger, perforierter Körbe versehen, welche in regelmäßigen Abständen an dem Förderer 4 befestigt sind. Der Ausgabezone 3 ist ein Austragsförderer 5 aus einem perforierten Förderband zugeordnet, über welchem eine nicht gezeigte Wendestelle zur Überkopfführung der Körbe und damit Übergabe des fertigbehandelten Gutes auf den Auftragsförderer 5 angeordnet ist. Der Eingangszone 2 schließt sich eine Vorwärmezone 6 an, bestehend aus einer Wanne 7, welche in beispielsweise zwei Kammern 8 und 9 unterteilt ist, deren jede wiederum durch je eine in diese eintauchende Trennwand 10 und 11 in Teilkammern 12 und 13 unterteilt wird, wobei diese Trennwände in einem dem Förderer 4 einen Durchlaß belassenden Abstand über dem Boden der Wanne 7 enden. Die erwähnten Umlenkungen führen dabei den Förderer 4 so, daß die Körbe in die erste Teilkammer 12 absteigen und nach Passieren des besagten Durchlasses in der zweiten Teilkammer 13 wieder aufsteigen, um in gleicher Weise die zweite Kammer 9 zu durchlaufen. Der Vorwärmzone 6 schließt sich eine Kochzone 14 an, bestehend aus einer Wanne 15 mit beispielsweise drei Kammern, die entsprechend der Wanne 7 der Vorwärmzone 6 unterteilt sind und eine Durchleitung des Förderers 4 zulassen. Im Übergangsbereich zwischen der Vorwärmzone 6 und der Kochzone 14 befindet sich eine Dusche 16, deren Düsen gegen den Förderer 4 gerichtet sind, und unterhalb derselben eine in den Ausgangsbereich der Vorwärmzone 6 geführtes Leitblech 17. Vor dem Eingangsbereich der Kochzone 14 ist eine Nebenkammer 18 eingerichtet, in welcher die erste Teilkammer der Kochzone 14 mit einem Überlauf 19 mündet, und in der sich geeignete, beispielsweise die Wärmeenergie mittels Dampf zuführende Wärmetauschmittel 20 befinden. Die Nebenkammer 18 weist einen Abfluß 21 an ihrem Boden auf, an den als Mittel zum Fördern des in dieser befindlichen Wärmeträgers eine Umwälzpumpe 22 angeschlossen ist, die in eine in den Ausgangsbereich der Kochzone 14 überlaufende Mischkammer 23 mündet. Der Kochzone 14 schließt sich eine Rückkühlzone 24 an, bestehend aus einer Wanne 25 mit beispielsweise zwei Kammern, die entsprechend der Wanne 7 der Vorwärmzone 6 unterteilt sind und eine Durchleitung des Förderers 4 zulassen. Der Rückkühlzone 24 ist eine Auffangkammer 26 vorgeschaltet, in welche die erste Teilkammer der Rückkühlzone 24 überläuft. Die Auffangkammer 26 speist eine Förderpumpe 27, die die Dusche 16 im Ausgangsbereich der Vorwärmzone 6 betreibt. Im Ausgangsbereich der Rückkühlzone 24 befindet sich in Nachbarschaft zu der Ausgabezone eine Dusche 28, deren Düsen gegen den Förderer 4 gerichtet sind, und unterhalb derselben eine in den Ausgangsbereich der Rückkühlzone 24 geführtes Leitblech 29.According to Fig. 1, the entire system is surrounded by a suitably shaped housing 1 an inlet zone 2 foods treated and a discharge zone 3 for release to having the same. To take over the foodstuffs to be treated, an endless rotating conveyor 4 , which is driven by a suitable control drive, is provided, which runs through the entire system and is guided in the required manner by suitable deflections. The conveyor 4 is provided with receiving elements, not shown, for the foodstuffs to be treated in the form of swing-like perforated baskets which are attached to the conveyor 4 at regular intervals. The discharge zone 3 is assigned a discharge conveyor 5 from a perforated conveyor belt, above which a turning point (not shown) for overhead guidance of the baskets and thus transfer of the finished goods to the order conveyor 5 is arranged. The input zone 2 is followed by a preheating zone 6 , consisting of a trough 7 , which is subdivided into, for example, two chambers 8 and 9 , each of which in turn is subdivided into subchambers 12 and 13 by a partition wall 10 and 11 immersed therein Partitions end at a distance leaving the conveyor 4 above the bottom of the tub 7 . The deflections mentioned guide the conveyor 4 so that the baskets descend into the first subchamber 12 and, after passing through the said passage, ascend again in the second subchamber 13 in order to pass through the second chamber 9 in the same way. The preheating zone 6 is followed by a cooking zone 14 , consisting of a trough 15 with, for example, three chambers, which are subdivided according to the trough 7 of the preheating zone 6 and allow the conveyor 4 to pass through. In the transition area between the preheating zone 6 and the cooking zone 14 there is a shower 16 , the nozzles of which are directed towards the conveyor 4 , and below this a baffle plate 17 guided into the exit area of the preheating zone 6 . An auxiliary chamber 18 is set up in front of the entrance area of the cooking zone 14 , in which the first sub-chamber of the cooking zone 14 opens with an overflow 19 and in which there are suitable heat exchange means 20 , for example, supplying the thermal energy by means of steam. The secondary chamber 18 has a drain 21 at its bottom, to which a circulating pump 22 is connected as a means for conveying the heat carrier located therein, which opens into a mixing chamber 23 that overflows into the exit region of the cooking zone 14 . The cooking zone 14 is followed by a recooling zone 24 , consisting of a trough 25 with, for example, two chambers which are divided according to the trough 7 of the preheating zone 6 and allow the conveyor 4 to pass through. The recooling zone 24 is preceded by a collecting chamber 26 into which the first subchamber of the recooling zone 24 overflows. The collecting chamber 26 feeds a feed pump 27 which operates the shower 16 in the exit area of the preheating zone 6 . In the exit area of the recooling zone 24 there is a shower 28 in the vicinity of the dispensing zone, the nozzles of which are directed towards the conveyor 4 , and below this a baffle plate 29 guided into the exit area of the recooling zone 24 .
Die Wirkungsweise der Vorrichtung und die verfahrenstechnischen
Zusammenhänge werden nachfolgend beschrieben:
Die Fig. 2 zeigt in symbolhafter Darstellung die vorrichtungsmäßig
beschriebene Verkettung innerhalb der
Gesamtanlage. Wie hier deutlicher zu erkennen ist, wird
zur Inbetriebnahme Frischwasser m W oder geeignet aufbereitetes
Wasser der Rückkühlzone 24 über die Dusche
28 zugeführt, worauf es dem Ausgangsbereich der Wanne
25 zufließt. Von dort wird es unter Umgehung der Kochzone
14 über die Dusche 16 in den Ausgangsbereich der
Wanne 7 der Vorwärmzone 6 zugeleitet, in deren Eingangsbereich
es überlaufen und als Abwasser abfließen
kann. Die innerhalb der Kochzone 14 befindliche Wanne
15 wird separat mit dem Wärmeträger gefüllt und dieser
mit Hilfe der Umwälzpumpe 22 umgewälzt, so daß die über
die Wärmetauschmittel 20 zugeführte Wärmeenergie
homogen verteilt wird. Wie erkennbar ist, ergibt sich
so eine Strömung des Wärmeträgers Wasser, die von der
Ausgabezone 3 zur Eingangszone 2 der Gesamtanlage
gerichtet ist und damit der Förderrichtung des Behandlungsgutes
entgegenläuft. Um die Inbetriebnahme unter
Bedingungen zu ermöglichen, die zumindest annähernd den
sich im Betrieb einstellenden Zuständen entsprechen,
kann auch in der Vorwärmzone 6 und der Rückkühlzone
24 für eine demgemäße Anhebung der Temperatur Sorge
getragen werden. Während des Durchlaufes der zu behandelnden
Nahrungsmittel wird dieses zunächst der Temperatur der Vorwärmzone
6 ausgesetzt und tritt dann entsprechend vorgewärmt
in die eigentliche Kochzone 14 ein. Für die
weitere Handhabung wird es anschließend beim Durchlauf
durch die Rückkühlzone 24 gekühlt. Dabei geht ein Teil
der freiwerdenden Wärmeenergie an den in dieser Zone
befindlichen Wärmeträger über, so daß dessen Wärmeinhalt
aufgrund der Überleitung in die Vorwärmezone 6 für
die Vorwärmung der zu behandelnden Nahrungsmittel genutzt werden kann.The mode of operation of the device and the procedural relationships are described below:
Fig. 2 shows a symbolic representation of the concatenation described in terms of the device within the overall system. As can be seen more clearly here, fresh water m W or suitably treated water is supplied to the recooling zone 24 via the shower 28 for commissioning, after which it flows to the exit region of the tub 25 . From there, bypassing the cooking zone 14 , it is fed via the shower 16 into the exit area of the tub 7 of the preheating zone 6 , in the entrance area of which it overflows and can flow off as waste water. The tub 15 located within the cooking zone 14 is filled separately with the heat transfer medium and this is circulated with the aid of the circulation pump 22 , so that the heat energy supplied via the heat exchange means 20 is homogeneously distributed. As can be seen, this results in a flow of the heat transfer medium water, which is directed from the discharge zone 3 to the input zone 2 of the overall system and thus runs counter to the conveying direction of the material to be treated. In order to enable start-up under conditions which correspond at least approximately to the conditions which arise during operation, a corresponding increase in temperature can also be ensured in the preheating zone 6 and the recooling zone 24 . During the passage of the foodstuffs to be treated, it is first exposed to the temperature of the preheating zone 6 and then enters the actual cooking zone 14 in a preheated manner. For further handling, it is then cooled as it passes through the cooling zone 24 . Part of the heat energy released passes to the heat carrier located in this zone, so that its heat content can be used for preheating the food to be treated due to the transfer to the preheating zone 6 .
Durch systemanalytische Untersuchungen mittels rechnerischer Simulation des Systemverhaltens läßt sich nachweisen, daß durch Änderung des Umwälzstromes m Wu in der Kochzone 14 und der in der Ausgabezone 3 zugegebenen Frischwassermenge m W bei sonst festen Systemparametern der zeitliche Verlauf des Temperaturprofils in den behandelten Nahrungsmitteln beeinflußbar ist und damit vorgegebenen technologischen oder ernährungphysiologischen Anforderungen angepaßt werden kann. Infolge der Nutzung des sich in der Rückkühlzone 24 aufheizenden Wassers zur Temperaturanhebung der zu behandelnden Nahrungsmittel in der Vorwärmzone 6 vermindert sich dabei gleichzeitig der Energieaufwand für den Kochvorgang im Vergleich zu Systemen ohne Vorwärmung und Rückkühlung. Unter anderem dieser Sachverhalt ist anhand der in Fig. 3 und 4 wiedergegebenen Diagramme verfolgbar, welche erstellt wurden unter Zugrundelegung von Fischfilets als Behandlungsgut. Die dabei benutzten Bezeichnungen in Indices haben folgende Bedeutung:By means of system-analytical investigations by means of a computer simulation of the system behavior, it can be demonstrated that by changing the circulation flow m Wu in the cooking zone 14 and the amount of fresh water m W added in the output zone 3, with otherwise fixed system parameters, the time profile of the temperature profile in the treated foods can be influenced and thus predetermined technological or nutritional requirements can be adapted. As a result of the use of the water which heats up in the re-cooling zone 24 to raise the temperature of the foodstuffs to be treated in the preheating zone 6 , the energy expenditure for the cooking process is simultaneously reduced in comparison to systems without preheating and re-cooling. This fact, among other things, can be traced using the diagrams shown in FIGS. 3 and 4, which were created on the basis of fish fillets as the material to be treated. The terms used in indices have the following meaning:
Bezeichnungen:
mMasse
QEnergie
tTemperatur
KKostenDesignations:
m mass Q energy t temperature K costs
Indices:
FFischfilets
WWasser
aAusgang
eEingang
sSystem
kokochen
vvorwärmenIndices:
F Fish fillets W Water a Exit e Entry s System co- cook v Pre-heat
Das Q-m-Diagramm zeigt für den in Form von Wärme zuzuführenden Energiebedarf Q s einen von der durchfließenden Wassermenge m W abhängigen Verlauf, welcher bei wachsender Wassermenge eine zunächst fallende, dann allmählich wieder steigende Tendenz aufweist. Entsprechend der unterschiedlichen örtlichen Gegebenheiten hinsichtlich des Kostenverhältnisses aus Wasserkosten K W und Energiekosten K E ergibt sich daraus ein relativer Betriebskostenbedarf K Brel entsprechend der gestrichelten Kurvenschar, wobei die oberste dieser Kurven einem hohen Verhältniswert zwischen den jeweiligen Wasserkosten K W und Energiekosten K E zuzuordnen ist, während die unterste der Kurven einem Verhältniswert entspricht, der sich bei K W =O ergibt. Die damit in der beschriebenen Vorrichtung und in den behandelten Fischfilets erreichbaren Temperaturverläufe sind in dem t-m-Diagramm dargestellt, in welchem die Kerntemperatur t Fkernko in den Filets gemäß dem entsprechend bezeichneten Kurvenzug verläuft und die mittlere Ausgangstemperatur der Filets dem mit t Fas bezeichneten Kurvenzug. Die Temperatur des Abwassers nimmt dabei den Verlauf des mit t Was bezeichneten Kurvenzuges an. Die dargestellten Verhältnisse stellen sich ein bei Vorgabe folgender Grundparameter:The Q - m diagram shows for the energy requirement Q s to be supplied in the form of a curve which is dependent on the water quantity m W flowing through and which, with the quantity of water increasing, initially has a decreasing and then gradually increasing tendency. According to the different local conditions in respect of cost ratio of water costs K W and energy costs K E therefrom these curves gives a relative operating costs demand K Brel according to the dotted curves, the top a high ratio value between the respective water costs K W and energy costs K E is assigned, while the lowest of the curves corresponds to a ratio value which results at K W = O. The temperature profiles that can thus be achieved in the described device and in the treated fish fillets are shown in the t - m diagram, in which the core temperature t Fkernko in the fillets runs in accordance with the corresponding curve curve and the mean initial temperature of the fillets in the curve curve labeled t Fas . The temperature of the wastewater takes on the course of the curve marked t What . The relationships shown occur when the following basic parameters are specified:
Verweilzeit in der
Vorwärmzone 6 600 s
Verweilzeit in der
Kochzone 141500 s
Verweilzeit in der
Rückkühlzone 24 600 s
(gesamte Behandlungszeit2700 s
also in der Kochzone 14
umgewälzte Wassermenge2,5 kg pro
FiletDwell time in the
Preheating zone 6 600 s dwell time in the
Cooking zone 14 1500 s dwell time in the
Recooling zone 24 600 s (total treatment time 2700 s in cooking zone 14
amount of water circulated 2.5 kg per
filet
bei einer mittleren
Filetdicke von 0,045 m
Frischwassertemperatur10°C
Eingangstemperatur der Filets10°C
Temperatur des dem
Ausgangsbereich der
Kochzone 14 zugeführten
Wassers95°Cwith a medium one
Filet thickness of 0.045 m
Fresh water temperature 10 ° C inlet temperature of the fillets 10 ° C temperature of the
Exit area of the
Cooking zone 14 supplied
Water 95 ° C
Wie erkennbar, ergibt sich für den Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß unter diesen Vorgaben bei einer bestimmten Frischwasserzufuhr mit einem Minimum an Energiebedarf Q s die zumindest angenähert höchstmögliche Temperatur in den Filets erreichbar ist, wobei auch deutlich wird, daß damit eine qualitätsfördernde Minderung des maximal auftretenden Temperaturgefälles zwischen Oberfläche und Kern der Filets verbunden ist.As can be seen, it follows for the operation of the device according to the invention that under these conditions the at least approximately the highest possible temperature in the fillets can be achieved with a certain fresh water supply with a minimum energy requirement Q s , whereby it also becomes clear that this results in a quality-promoting reduction in the maximum occurring temperature gradient between surface and core of the fillets is connected.
Es ist danach möglich, die beschriebene Vorrichtung zum Beispiel unter energetischen Optimalbedingungen zu betreiben, wenn lediglich eine Überwachung des Zuflusses der Frischwassermenge erfolgt.It is then possible to use the device described Example to operate under energetic optimal conditions, if only monitoring the inflow the amount of fresh water.
Claims (10)
- - eine Anlage mit jeweils separater Vorwärmzone, Kochzone und Rückkühlzone, in welchem jeweils mit Kammern versehene, von Mitteln zum Fördern der Nahrungsmittel durchlaufene Wannen Verwendung finden,
- - Wärmetauschmittel zur Übertragung der zuzuführenden Wärmeenergie auf den Wärmeträger,
- - Mittel zum Zuführen und Abführen des Wärmeträgers und
- - Mittel zum Fördern desselben innerhalb der Anlage,
- a system with a separate preheating zone, cooking zone and recooling zone, in which troughs provided with chambers and through which means for conveying the food are used,
- - heat exchange medium for transferring the thermal energy to be supplied to the heat transfer medium,
- - Means for supplying and removing the heat carrier and
- Means for conveying the same within the plant,
daß der Eingangsbereich der Rückkühlzone (24) mit dem Ausgangsbereich der Vorwärmzone (6) durch eine Rohrleitung verbunden ist, in welche als Mittel zum Fördern des Wärmeträgers eine in Abstimmung mit dessen Zuführmenge in die Rückkühlzone (24) regelbare Förderpumpe (27) zwischengeschaltet ist, und
daß die Wärmetauschmittel (20) in der Kochzone(14) installiert sind. characterized in that the means for supplying the heat transfer medium are provided in the exit area of the recooling zone ( 24 ) and the means for removing the heat transfer medium are provided in the input area of the preheating zone ( 6 ),
that the input region of the rear cooling zone (24) is connected to the output region of the preheating zone (6) through a pipeline, in which one is interposed in coordination with the feed amount in the return cooling zone (24) controllable feed pump (27) as a means for conveying the heat transfer medium, and
that the heat exchange means ( 20 ) are installed in the cooking zone ( 14 ).
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3604808A DE3604808C1 (en) | 1986-02-15 | 1986-02-15 | Device for the continuous cooking and / or dehydration of food |
| EP87100395A EP0233468A3 (en) | 1986-02-15 | 1987-01-14 | Method and apparatus for the continuous heat treatment of food |
| DK020387A DK20387A (en) | 1986-02-15 | 1987-01-15 | PROCEDURE FOR CONTINUOUS HEATING OF FOODS, AND APPARATUS FOR IMPLEMENTATION OF THE PROCEDURE |
| AU68660/87A AU6866087A (en) | 1986-02-15 | 1987-02-10 | Continuously cooking and/or dehydrating foodstuffs |
| US07/012,845 US4787300A (en) | 1986-02-15 | 1987-02-10 | Apparatus for continuously cooking and/or dehydrating foodstuffs |
| CA000529595A CA1258401A (en) | 1986-02-15 | 1987-02-12 | Apparatus for continuously cooking and/or dehydrating foodstuffs |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE3604808A DE3604808C1 (en) | 1986-02-15 | 1986-02-15 | Device for the continuous cooking and / or dehydration of food |
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Family Applications (1)
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